IT 기반 구조 및 최신 기술

컴퓨터 시스템의 구성요소

컴퓨터 시스템의 구성요소 

 

1. 중앙처리장치 (CPU : Central Processing Unit)

• 컴퓨터 시스템 전체를 제어하는 장치
• 인간의 뇌와 유사한 기능 “두뇌”
• 두 가지 주요 기능
  • 제어장치(control unit) : 데이터를 처리하되 순서대로 진행
  • 연산논리장치(arithmetic & logic unit) : 산술 연산 (논리연산자)
• 주기억장치(=메모리)와 연계하여 작동
• 메모리에서 데이터 및 명령을 읽고, 결과는 RAM에 저장

2. 주기억장치

• RAM (random access memory)
  • 읽고 쓰기가 자유로움
  • 전원이 끊어지면 기억되어 있는 내용도 함께 사라짐 = 휘발성
  • 응용프로그램을 수행하는데 필요한 데이터를 저장 (임시라고 생각하면 된다)
• ROM (read-only memory)
  • 읽기만가능
  • 컴퓨터의 전원이 끊어져도 기억되어 있는 내용이 그대로 남아 있음 = 비휘발성
  • 컴퓨터 시스템을 운용하는데 필수적인 내용들이 담겨있음

3. 입력장치

• 데이터를 컴퓨터 안으로 읽어 들이는 역할 수행
• 가장 대표적인 입력장치는 키보드이며, 입력방식에 따라 유형이 다양함
• 입력유형
  • 키입력, 포인팅, 광학 입력 장치, 음성인식, 기타장치

4. 출력장치

• 컴퓨터 내에 존재하는 데이터를 이용자가 볼 수 있도록 출력 하는 역할 수행
• 출력유형
  • 1. 화면 (softcopy) : 모니터
    2. 지면 (hardcopy) : 프린터
    3. 음성 : ARS

5. 보조기억장치 

• 데이터를 영구적으로 저장 · 기억하는 역할 수행
• 주기억장치(RAM)에 비해 값이 싸고 용량이 큰 반면, 속도가 더 느림
  • 마그네틱 디스크(하드드라이브)
  • USB flash memory
  • 광학디스크(CD/DVD)

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컴퓨터의 진화과정 

 

1948년 미국 펜실바니아 대학의 전기공학자 John Mauchly, Presper Eckert가 최초의 디지털 컴퓨터 에니악(ENIAC) 발명

 

1세대 컴퓨터(1940 ~ 1950년대)

• 메모리 및 CPU소재로 진공관(vacuum tubes) 사용
• 저장매체로서 천공카드(punched cards) 및 자기테입(magnetic tape) 사용
• 컴퓨터의 크기가 매우 크나 성능은 크게 떨어짐 (예: ENIAC) : 진공관을 쓰면 열이 많이 발생하기 때문

2세대 컴퓨터(1950년대 후반 ~ 1960년대 중반)

• 진공관이 트랜지스터로 대체됨으로 인해, 컴퓨터 성능이 개선되고 크기는 작아짐
• 주기억장치로 자기 코어(magnetic core)가 사용됨
• 보조기억장치로는 천공카드 및 자기테입이 이용됨
• 특이사항 : OS가 등장한다.

3세대 컴퓨터(1960년대 중반 ~ 1970년대 후반)

• 집적회로(integrated circuits: IC) 기술
• 컴퓨터의 크기가 더욱 작아짐
• 주기억장치 용량 메가바이트 수준으로 증가
• 컴퓨터 처리속도(MIPS: million instructions per second)도 초당 백만 명령어 수준으로 향상
• 특이사항 : 소프트웨어라는 산업이 출현한다.

4세대 컴퓨터(1970년대 후반 ~ 1990년대)

• 고밀도 집적회로 LSI(large scale integration) 및VLSI(very large scale integration) 기술 등장
• 소형 마이크로프로세서(=CPU) 등장으로 PC시대가 열림
• 자기코어는 메모리 칩으로 대체
• 저장매체로 하드디스크, 플로피 디스크, 광디스크 등장
• 특이사항 : 인터넷이라는 개념 도입

5세대 컴퓨터(1990년대 중반 ~ 2000년대)

• 인간이 가지고 있는 생각을 컴퓨터에 적용하는 인공지능의 특성
• 컴퓨터, 스마트패드, 스마트폰 등 다양한 정보 단말기들이 유무선 네트워크를 통해 인터넷에 접속이 가능
• 또 이들 단말기를 위한 정보 컨텐츠가 하나로 융합(즉, digital convergence 현상이 촉진됨)

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이러한 흐름을 따라오면 하드웨어는 곧 컴퓨터라는 생각이 들 수 있다. 그러나 최신 하드웨어 플랫폼 등장으로 더이상 컴퓨터만이 하드웨어인 건 아니며, 다양한 기기들이 등장해왔다.

 

 

모바일 디지털 플랫폼

• 스마트폰
  • 데이터 전송, 웹 서핑, 이메일 및 메신저 가능
• 태블릿(Tablets)
• 전자책 리더기
• 웨어러블 기기(스마트 시계, 스마트 안경)

하드웨어 분류 (미래 관점)

 

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클라우드

 

클라우드란? : 공동의 컴퓨터 자원(=SW,storage,sever,network)을 인터넷을 통해서 탄력적으로 임대하는 것 

❓ 용어 정리 탄력적 (elastic) : 상황에 따라서 자동으로 조정 = 방문객이 수나 메모리 등 필요한 양만큼만 돌리면 되니까 재정적 위험 감소 공동사용 (pooled) : 20가구 전체가 전기를 만드는 것보다 1가구가 전기 만들어서, 전체가 나누어 쓰는 것이 비용 절약 동일한 물리적 하드웨어 규모의 경제 (economies of scale)

클라우드의 장/단점

➕ 장점 저렴한 자본 수용에 대응한 탄력성과 적응성 높음 알려진 비용구조 진부화 없음

➖ 단점 공급업체 의존성 데이터 위치 통제권 상실 가시성이 떨어지는 완벽한 보안 및 재해 대비 능력

발전과정

• 1960년대 미국의 컴퓨터 학자 존 맥카시(John McCarthy) “컴퓨터 환경은 공공시설을 사용하는 것과 동일한 것”
• 2005년 아마존 클라우드 컴퓨팅 서비스 시작
• 마이크로소프트, IBM, 델 등도 클라우드 컴퓨팅 시장 진입을 공식 선언
• 2007년 구글과 IBM, 몇몇 대학들도 큰 규모의 클라우드 컴퓨팅 연구를 시작

배치모델

 

서비스 모델

 

Big Data 시대 : 빠른 기술개발 속도와 다양한 비즈니스 니즈의 확대로 인한 비정형 데이터 증가

네트워크 발전 = 클라우드 발전 계기

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소프트웨어의 종류

 

 

 

• 바깥계층이 제기능을 발휘하기 위해서는 바로 안쪽 계층의 지원서비스에 의존해야 함
• 시스템 소프트웨어는 애플리케이션 소프트웨어와 하드웨어를 이어주는 연결고리

시스템 소프트웨어(system software)

• 컴퓨터 하드웨어의 작동을 제어하는 역할 수행
• 운영체제(Operating Systems)는키보드 입력, 화면 표시,프린트 출력 등의 기능 담당 (하드웨어와 직접 접촉)
• 주요 운영체제
  • 비모바일:윈도우,맥OS,크롬OS,유닉스,리눅스
  • 모바일 : 안드로이드, iOS, 심비안, 블랙베리 OS

응용 소프트웨어 (application software)

• 최종 사용자를 위한 정보처리 과업의 수행
• 시스템 소프트웨어에 직접적으로 의존
• 예
  • 범용 : MS Word, MS-Excel, MS-Powerpoint, MS-Access, Adobe Photoshop 등
  • 전용 : 비즈니스 분야( ERP, CRM, SCM 등), 과학 및 공학분야, 교육 분야 등

웹 소프트웨어

• 웹 프로그램 언어
• 자바(Java)
  • 객체지향(object-oriented) 프로그래밍 언어
  • 운영체계, 프로세서에 독립적임
• HTML/HTML5
  • 웹페이지작성언어

앱 소프트웨어

APP = Application Program : 모바일에서 사용되는 프로그램

 

소프트웨어 컴퓨터의 핵심

• 컴퓨터의 유용함은 다양한 소프트웨어의 존재에 있다.
• 컴퓨터 하드웨어가 일종의 악기라면 소프트웨어는 음악 악보에
• 비유될 수 있다.
• 소프트웨어 없이는 어떠한 컴퓨터도 고철과 실리콘 덩어리에 불과하다. “컴퓨터는 깡통이다”